豊橋技科大,脳に送電するフィルムデバイスを開発(追記)

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豊橋技科大、脳に送電するフィルムデバイスを開発

Toyohashi_flex_film_anttena_image1.jpg

豊橋技術科学大学は、神経インターフェースの開発に向けて、フィルム、デバイスにシリコン基板による
回路チップを実装する手法を開発したと発表しています。


厚さ10μmのフィルムアンテナに小型の整流器を集積することで、脳表面に張り付けられる柔軟さを持った、
無線電力伝送デバイスを実現した。この実装手法は、脳機能を解明するための
無線神経インターフェースの開発に貢献するとしています。

ヒトや動物は、手足を動かした際に、脳の神経細胞から微弱な神経電位を生じます。
この神経電位の解析は、ヒトとロボットを繋ぐブレインマシンインターフェース
(BMI: Brain Machine Interface)の実現に向けて盛んに研究されています。

現在、主にワイヤを用いて脳表面に埋め込まれた電極から神経電位の計測が行なわれていますが、
頭蓋骨の開口部から感染症を引き起こす懸念があるとのこと。そのため、長期間にわたって
脳の信号を観測するために、生体内に完全に埋め込む無線神経インターフェースの開発が要求されています。

しかし、頭部へ埋め込む神経インターフェースは、埋め込む際に生体にダメージを与えないために、
小型かつ低侵襲でなければならない。また、増幅器や信号処理等の高機能な回路と、
データ通信をするためのアンテナ、さらにデバイスを駆動する電源が必要になります。

Toyohashi_flex_film_anttena_image2.jpg

同大は、半導体デバイスのパッケージ技術を用いて、シリコン基板による高機能かつ小型な回路チップを、
厚さ10μmのフレキシブルフィルムに実装する手法を開発しています。
無線神経インターフェースに電力を伝送するために、提案した製作手法を用いて、
整流器チップとフィルムアンテナを一体化した無線電力伝送デバイスを製作したとのこと。

製作されたフレキシブルデバイスは、5mm×27mmの面積であり、シリコン基板による回路面積は
全体の3%を占めています。そのため、このデバイスは、大部分がフレキシブルフィルムで構成されており、
脳の形状に対して柔軟に密着するとのこと。

また、製作したデバイスを水槽に浸して、10cmの距離で無線電力を伝送することに成功したとのことです。
埋め込みデバイスに無線電力を供給する事により、様々な回路を駆動する事が可能になるとしています。

研究者らは、今後、シリコンチップに更なる回路機能を搭載し、無線で脳の信号を取り出す事を目指すとしています。
無線神経インターフェースは、ヒトに不自由の無い義肢を提供するBMIシステムの構築に貢献するとしています。

豊橋技術科学大学ニュースリリース(PDF)
脳に電力を送るフィルムとシリコンチップの一体化による
フレキシブルな埋め込みデバイス


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(16/03/10追記)
マイナビニュース:豊技大、脳の表面に貼り付けられる無線電力電装デバイス

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